ES2381157T3 - Honeycomb body made of metal sheets and manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Cuerpo de panal de abejas (1), formado al menos por una lámina metálica lisa (2) y por al menos una lamina metálica estructurada (3), en el que la lámina lisa (2) presenta frente a la lámina estructurada (3) una rugosidad media (12) diferente, es decir, mayor o menor, en el que una de las láminas presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 001 a 0, 3 micrómetros y la otra lámina presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 3 a 0, 7 micrómetros, en el que la rugosidad media de las láminas se determina sin un recubrimiento y se refiere a láminas si una capa de óxido.Honeycomb body (1), formed by at least one smooth metal sheet (2) and at least one structured metal sheet (3), in which the smooth sheet (2) faces the structured sheet (3) a different average roughness (12), that is, greater or lesser, in which one of the sheets has a medium roughness (12) Ra of 0.001 to 0.3 micrometers and the other sheet has a medium roughness (12) Ra from 0.3 to 0.7 micrometers, in which the average roughness of the sheets is determined without a coating and refers to sheets if an oxide layer.
Description
Cuerpo de panal de abejas de láminas metálicas y procedimiento para su fabricación Honeycomb body made of metal sheets and manufacturing process
La presente invención se refiere a un cuerpo de panal de abejas constituido por al menos una lámina lisa metálica y al menos una lámina estructurada y a un procedimiento para su fabricación para el empleo del cuerpo de panal de abejas en sistemas de escape de gases de motores de combustión interna, en particular en automóviles. The present invention relates to a honeycomb body consisting of at least one smooth metallic sheet and at least one structured sheet and a method for its manufacture for the use of the honeycomb body in exhaust systems of engine gases of internal combustion, particularly in cars.
Las láminas metálicas se emplean desde hace mucho tiempo en la fabricación de cuerpos de panal de abejas, en particular para sistemas de escape de gases de motores de combustión interna. Debido a las altas temperaturas en tales aplicaciones se emplean la mayoría de las veces aceros que contienen cromo y aluminio, los cuales son especialmente resistentes a altas temperaturas y a la corrosión. Las láminas típicas tienen en este caso un espesor de 20 !m a 180 !m (micrómetros) y se fabrican regularmente por medio de laminación. En la utilización de tales láminas para cuerpos de panal de abejas metálicos y otros componentes para la purificación de gases de escape deben plantearse requerimientos especiales a la superficie. Metal sheets have long been used in the manufacture of honeycomb bodies, in particular for exhaust systems of internal combustion engine gases. Due to the high temperatures in such applications, most of the times, steels containing chromium and aluminum are used, which are especially resistant to high temperatures and corrosion. Typical sheets in this case have a thickness of 20 µm to 180 µm (micrometers) and are manufactured regularly by means of lamination. In the use of such sheets for honeycomb bodies of metal bees and other components for the purification of exhaust gases, special requirements must be made to the surface.
También se conocen cuerpos de panal de abejas, que solamente presentan uniones en secciones parciales, en particular a través de soldadura, entre las láminas metálicas individuales, de manera que la estructura de cuerpo de panal de abejas muestra en determinadas zonas una rigidez alta u en otras zonas una flexibilidad alta frente a las cargas variables. Además de las zonas parciales de unió predeterminadas, que son generadas a través de la aplicación de material de soldadura, los cuerpos de panal de abejas presentan, sin embargo, en parte, también uniones adicionales, que son generadas especialmente a través de difusión. Estas uniones por difusión entre las láminas individuales son provocadas especialmente durante y/o después de la fabricación del cuerpo de panal de abejas a través de su tratamiento térmico. En este caso, la inclinación de las superficies metálicas de las láminas a iniciar una unión por difusión entre sí depende, entre otras cosas, de la rugosidad de las superficies individuales, que es generada esencialmente por el proceso de laminación de las láminas. Bees honeycomb bodies are also known, which only have joints in partial sections, in particular through welding, between the individual metal sheets, so that the honeycomb body structure shows in certain areas a high stiffness or other areas a high flexibility against variable loads. In addition to the predetermined partial joining areas, which are generated through the application of welding material, the honeycomb bodies have, however, in part, also additional joints, which are generated especially through diffusion. These diffusion joints between the individual sheets are caused especially during and / or after the manufacture of the honeycomb body through its heat treatment. In this case, the inclination of the metal surfaces of the sheets to initiate a joint by diffusion with each other depends, among other things, on the roughness of the individual surfaces, which is essentially generated by the process of laminating the sheets.
Tales uniones por difusión se conocen, por ejemplo, a partir del documento EP-A1-0 988 882. Allí se publica un cuerpo metálico de soporte de catalizador, que está fabricado de láminas metálicas lisas y onduladas. En particular, en este caso se emplean láminas metálicas, todas las cuales presentan una rugosidad unitaria Ra en el intervalo de 0,001 a 0,3 micrómetros. En este caso, después de la generación de uniones por difusión en un tratamiento térmico especial se determinan rugosidades unitarias Ra en el intervalo de 0,001 a 2,0 micrómetros en todas las láminas metálicas. Such diffusion joints are known, for example, from EP-A1-0 988 882. There is published a metal catalyst support body, which is made of smooth and corrugated metal sheets. In particular, in this case metal sheets are used, all of which have a unit roughness Ra in the range of 0.001 to 0.3 micrometers. In this case, after the generation of diffusion joints in a special heat treatment, unit roughnesses Ra are determined in the range of 0.001 to 2.0 micrometers in all metal sheets.
Para la fabricación de las uniones soldadas de las láminas metálicas entre sí interesa, entre otras cosas, que la soldadura, que se aplica, por ejemplo, en forma de polvo en determinadas zonas, se distribuya solamente sobre una zona pequeña del entorno a través de fluencia, cuando se ha alcanzado la temperatura de fundición. En este caso, las propiedades de fluencia y de humidificación de una soldadura sobre una superficie dependen de la misma manera de la rugosidad de la superficie del material utilizado. For the manufacture of welded joints of metal sheets, it is of interest, inter alia, that welding, which is applied, for example, in the form of dust in certain areas, is distributed only over a small area of the environment through creep, when the melting temperature has been reached. In this case, the creep and humidification properties of a weld on a surface depend in the same way on the surface roughness of the material used.
La propiedad de la resistencia a la corrosión a alta temperatura de las láminas resulta también porque en la superficie de estas láminas se forma una capa de óxido de protección, que está constituida en el caso de láminas que comprenden aluminio, principalmente por óxido de aluminio, en particular por óxido de aluminio y (gamma). The property of the high temperature corrosion resistance of the sheets also results because a protective oxide layer is formed on the surface of these sheets, which is constituted in the case of sheets comprising aluminum, mainly aluminum oxide, in particular by aluminum oxide and (gamma).
En general, los cuerpos de panal de abejas fabricados a partir de láminas metálicas en sistemas de escape de gases se recubren adicionalmente con un material catalíticamente activo, en el que la lámina debería tener una buena inclinación a la adhesión para un revestimiento por baño de este tipo. In general, honeycomb bodies made from metal sheets in gas exhaust systems are additionally coated with a catalytically active material, in which the sheet should have a good inclination to adhesion for a bath coating of this kind.
A partir de las realizaciones anteriores se deduce que existe una pluralidad de requerimientos en las láminas metálicas para crear cuerpos de panal de abejas especialmente duraderos. Este problema no se ha podido solucionar hasta ahora todavía de una manera selectiva para todos los fines de aplicación de tales cuerpos de panal de abejas. From the above embodiments it follows that there is a plurality of requirements in the metal sheets to create honeycomb bodies especially durable. This problem has so far not been solved in a selective manner for all the purposes of applying such honeycomb bodies.
El cometido de la presente invención es indicar un cuerpo de panal de abejas de láminas metálicas, que soluciona, al menos parcialmente, los problemas descritos al principio y en particular garantiza una unión selectiva y duradera de las láminas para formar un cuerpo de panal de abejas, que cumple los requerimientos con respecto a la inclinación a la difusión así como a la capacidad de humidificación y de fluencia de una soldadura, y al mismo tiempo también es económico en la fabricación. Además, debe indicarse un procedimiento para la fabricación sencilla y efectiva de un cuerpo de panal de abejas de este tipo. The purpose of the present invention is to indicate a honeycomb body of metal sheets, which solves, at least partially, the problems described at the beginning and in particular guarantees a selective and durable union of the sheets to form a honeycomb body , which meets the requirements regarding the inclination to diffusion as well as the humidification and creep capacity of a weld, and at the same time is also economical in manufacturing. In addition, a procedure for the simple and effective manufacture of a honeycomb body of this type should be indicated.
Estos cometidos se solucionan por medio de un cuerpo de panal de abejas de acuerdo con la reivindicación 1 y por medio de un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11. Las configuraciones ventajosas y los campos de aplicación de la invención e indican en las reivindicaciones dependientes respectivas. Hay que indicar que las características indicadas individualmente en las reivindicaciones formuladas de forma dependiente se pueden combinar entre sí de cualquier manera discrecional, técnicamente conveniente y definen otras configuraciones de la invención. Demás, las características indicadas en las reivindicaciones se precisan y explican en detalle en la descripción, en la que se representan otras configuraciones ventajosas de la invención. These tasks are solved by means of a honeycomb body according to claim 1 and by means of a method according to claim 11. The advantageous configurations and fields of application of the invention and indicated in the respective dependent claims . It should be noted that the features indicated individually in the claims formulated in a dependent manner can be combined with each other in any discretionary, technically convenient manner and define other configurations of the invention. Moreover, the characteristics indicated in the claims are specified and explained in detail in the description, in which other advantageous configurations of the invention are represented.
El cuerpo de panal de abejas de acuerdo con la invención está formado al menos por una lámina metálica lisa y por al menos una lámina estructurada metálica, de manera que la lámina lisa presenta una rugosidad media diferente con respecto a la lámina estructurada. The honeycomb body according to the invention is formed by at least one smooth metal sheet and at least one metallic structured sheet, so that the smooth sheet has a different average roughness with respect to the structured sheet.
En este caso, la al menos una lámina metálica lisa y al menos una lámina estructurada se fabrican con preferencia de un acero con porciones de cromo y de aluminio, en particular de acero con un contenido de aluminio de 1 a 5 % en peso. Un contenido de aluminio hasta 5 % en peso no tiene inconvenientes esenciales para las otras propiedades de una lámina metálica y es especialmente favorable para la resistencia a la corrosión a alta temperatura. In this case, the at least one smooth metal sheet and at least one structured sheet are preferably manufactured from a steel with chrome and aluminum portions, in particular from steel with an aluminum content of 1 to 5% by weight. An aluminum content up to 5% by weight has no essential disadvantages for the other properties of a metal sheet and is especially favorable for high temperature corrosion resistance.
Las láminas metálicas se pueden arrollar, retorcer y/o apilar para la generación de un cuerpo de panal de abejas con canales a través de los cuales puede circular un gas de escape, de manera que en este caso, en general, láminas lisas y láminas onduladas están colocadas superpuestas de forma alterna. The metal sheets can be rolled, twisted and / or stacked for the generation of a honeycomb body with channels through which an exhaust gas can circulate, so that in this case, in general, smooth sheets and sheets Wavy are placed superimposed alternately.
En este caso, las láminas lisas no están realizadas, en el sentido de la invención, exclusivamente planas, sino que pueden presentar, dado el caso, microestructuraciones (como por ejemplo, obstáculos, generadores de turbulencia, desviadores de la circulación y otros elementos para influir sobre la circulación) y/o pasos, que contribuyen a la elevación de la eficiencia o bien de la mejora de la homogeneización de la corriente de gases de escape a través del cuerpo de panal de abejas. Las láminas estructuradas presenta especialmente una estructura de forma ondulada (en forma de seno / omega, de forma triangular, cuadrada, etc.), pudiendo estar previstos también aquí adicionalmente pasos, obstáculos, generadores de turbulencia, desviadores de la circulación u otros elementos para influir sobre la circulación. En este caso se aplica que la microestructura de las láminas lisas está realizada más pequeña (es decir, con una altura reducida transversalmente a la lámina) que la estructura de las láminas estructuradas. In this case, the smooth sheets are not made, in the sense of the invention, exclusively flat, but may, if necessary, present microstructures (such as obstacles, turbulence generators, circulation diverters and other elements for influence the circulation) and / or steps, which contribute to the elevation of efficiency or to the improvement of the homogenization of the flow of exhaust gases through the honeycomb body. The structured sheets especially have a corrugated structure (in the form of a sine / omega, triangular, square, etc.), where steps, obstacles, turbulence generators, circulation diverters or other elements can also be provided here. influence circulation. In this case it is applied that the microstructure of the smooth sheets is made smaller (that is, with a height reduced transversely to the sheet) than the structure of the structured sheets.
De acuerdo con la invención, la al menos una lámina lisa presenta, frente a la al menos una lámina estructurada, una rugosidad media diferente, es decir, mayor o menor. En particular, en este caso la rugosidad media de la al menos una lámina lisa es mayor que la rugosidad de la al menos una lámina estructurada. According to the invention, the at least one smooth sheet has, in comparison to the at least one structured sheet, a different average roughness, that is, greater or lesser. In particular, in this case the average roughness of the at least one smooth sheet is greater than the roughness of the at least one structured sheet.
En los valores medios de rugosidad tomados aquí como referencia se trata con preferencia de rugosidades, que se determinan de acuerdo con el procedimiento de corte de exploración. Este procedimiento se describe, por ejemplo, en el Artículo “Rauheitsmessung an gewalzten Faltblechen” publicado en la revista “Stahl und Eisen 109” (año 1989, Nº 12; páginas 589 y 590). En este caso, la rugosidad media se indica o bien como valor medio aritmético de la rugosidad (“rugosidad media Ra”) o como “profundidad media de la rugosidad Rmax”. Las rugosidades medias mencionadas en el marco de la invención representan en este caso rugosidades representativas de la superficie respectiva de la lámina. In the mean roughness values taken here as a reference, it is preferably treated as roughness, which is determined according to the scanning cutting procedure. This procedure is described, for example, in the article "Rauheitsmessung an gewalzten Faltblechen" published in the magazine "Stahl und Eisen 109" (year 1989, No. 12; pages 589 and 590). In this case, the average roughness is indicated either as an arithmetic mean value of the roughness ("average roughness Ra") or as "average depth of roughness Rmax". The average roughnesses mentioned in the context of the invention represent in this case representative roughnesses of the respective surface of the sheet.
Las diferencias de las rugosidades medias de la lámina lisa frente a la lámina estructurada se pueden establecer especialmente en cada caso con referencia a esta rugosidad media Ra y/ a esta profundidad de la rugosidad media Rmax. The differences in the average roughness of the smooth sheet versus the structured sheet can be established especially in each case with reference to this average roughness Ra and / or this average roughness depth Rmax.
La rugosidad media Ra se define como la media aritmética de la distancia de puntos de medición sobre una superficie con respecto a una línea media, de manera que la línea media corta dentro de un trayecto de referencia el perfil real de la superficie, de tal manera que la suma del importe de las desviaciones del perfil, con respecto a la línea media, es mínima. The average roughness Ra is defined as the arithmetic mean of the distance of measurement points on a surface from a midline, so that the midline cuts within a reference path the actual surface profile, in such a way that the sum of the amount of profile deviations, with respect to the midline, is minimal.
La profundidad de la rugosidad media Rmax se define como el valor medio de cinco valores que corresponden, respectivamente, durante la medición de perfiles de la superficie, a la diferencia del punto de medición máximo y del punto de medición mínimo sobre un trayecto de referencia respectivo. The average roughness depth Rmax is defined as the average value of five values that correspond, respectively, during the measurement of surface profiles, to the difference of the maximum measurement point and the minimum measurement point over a respective reference path .
La rugosidad media de las láminas se calcula sin recudimiento y se refiere a láminas sin capa de óxido. The average roughness of the sheets is calculated without reluctance and refers to sheets without an oxide layer.
Se prefiere que ambos valores para R4 y Rmax de las dos láminas sean diferentes, en particular cuando la lámina lisa es mayor. It is preferred that both values for R4 and Rmax of the two sheets are different, in particular when the smooth sheet is larger.
La formación de acuerdo con la invención de un cuerpo de panal de abejas a través de láminas con diferente rugosidad media ha resultado a partir de investigaciones intensivas que muestran que a través de la generación de una rugosidad media elevada solamente sobre una lámina, sobre la al menos una lámina lisa o sobre la al menos una lámina estructurada, se puede reducir la tendencia a la unión por difusión. The formation according to the invention of a honeycomb body through sheets with different medium roughness has resulted from intensive investigations showing that through the generation of a high average roughness only on one sheet, on the less a smooth sheet or on the at least one structured sheet, the tendency to diffusion bonding can be reduced.
En este caso, se ofrece especialmente la lámina lisa para la generación de una rugosidad elevada. La lámina lisa y la lámina estructurada presentan para la fabricación de un cuerpo de panal de abejas regularmente las mismas dimensiones con respecto a la anchura ya la longitud. De acuerdo con ello, la lámina a estructurar se puede fabricar antes de la estructuración en una primera longitud mayor que la lámina lisa, de manera que se compensa la reducción de la primera longitud, que provoca la etapa de mecanización para la fabricación de la estructura. De esta manera, es de coste más favorable en virtud de los costes de fabricación de la elevación de la rugosidad de láminas lisas a través de un proceso de laminación especialmente adaptado. In this case, the smooth sheet is especially offered for the generation of high roughness. The smooth sheet and the structured sheet present for the manufacture of a honeycomb body regularly the same dimensions with respect to width and length. Accordingly, the sheet to be structured can be manufactured before structuring in a first length greater than the smooth sheet, so that the reduction of the first length is compensated, which causes the machining stage for manufacturing the structure . In this way, it is of a more favorable cost due to the manufacturing costs of raising the roughness of smooth sheets through a specially adapted lamination process.
Con preferencia, el cuerpo de panal de abejas está configurado de tal forma que la al menos una lámina lisa presenta una rugosidad media Ra de 0,3 !m a 0,7 !m (micrómetros), con preferencia una rugosidad media Ra de 0,5 !m a 0,7 !m. De esta manera, por una parte, se suprime eficazmente la inclinación de las láminas a configurar uniones por difusión y, por otra parte, se prepara una rugosidad suficientemente reducida para garantizar las propiedades de fluencia y de humidificación de la soldadura. Un límite superior indicado para la rugosidad garantiza un buen comportamiento de fluencia y de humidificación de la soldadura sobre las superficies. Preferably, the honeycomb body is configured such that the at least one smooth sheet has an average roughness Ra of 0.3 µm to 0.7 µm (micrometers), preferably an average roughness Ra of 0, 5 µm to 0.7 µm. In this way, on the one hand, the inclination of the sheets to configure diffusion joints is effectively suppressed and, on the other hand, a sufficiently reduced roughness is prepared to guarantee the creep and humidification properties of the weld. An upper limit indicated for roughness guarantees a good creep and humidification behavior of the weld on the surfaces.
Los procedimientos de fabricación actualmente habituales de tales láminas a través de laminación generan la mayoría de las veces una rugosidad media Ra que está en el intervalo de 0,001 !m a 0,3 !m, en particular en el intervalo de 0,1 !m a 0,3 !m. Una elevación de esta rugosidad media Ra se puede conseguir a través de laminación adaptada de forma adecuada o a través de parámetros de laminación adecuados. A tal fin, es necesario, por ejemplo, un tratamiento de los rodillos en la última etapa de afinación a través de cepillado o chorreado con arena (o medidas comparables) para preparar láminas con una rugosidad media Ra en un intervalo de 0,3 !m a 0,7 !m. The currently common manufacturing processes for such sheets through lamination most often generate an average roughness Ra which is in the range of 0.001 µm to 0.3 µm, in particular in the range of 0.1 µm to 0 , 3! M. An elevation of this average roughness Ra can be achieved through adequately adapted lamination or through suitable lamination parameters. For this purpose, it is necessary, for example, a treatment of the rollers in the last stage of tuning through brushing or blasting with sand (or comparable measures) to prepare sheets with an average roughness Ra in a range of 0.3! at 0.7 µm.
En un desarrollo del cuerpo de panal de abejas, se propone, además, que la al menos una lámina estructurada presente una rugosidad media de Ra de 0,001 !m a 0,3 !m. De manera muy especialmente preferida, la rugosidad media Ra está en el intervalo de 0,1 !m a 0,2 !m. De esta manera, se garantiza la capacidad de fluencia y de humidificación para el material adhesivo o material de soldadura y al mismo tiempo se posibilita una fabricación económica. In a development of the honeycomb body, it is further proposed that the at least one structured sheet has an average roughness of Ra of 0.001 µm to 0.3 µm. Very particularly preferably, the average roughness Ra is in the range of 0.1 µm to 0.2 µm. In this way, the creep and humidification capacity for the adhesive material or welding material is guaranteed and at the same time an economical manufacturing is possible.
Con preferencia, las rugosidades (Ra y/o Rmax) de las láminas del cuerpo de panal de abejas se miden transversalmente a su dirección de laminación. En virtud del proceso de laminación, es posible que se generen rugosidades dirigidas en las láminas. A través de esta dirección de la medición preferida se determina entonces la rugosidad máxima de la superficie. Preferably, the roughnesses (Ra and / or Rmax) of the honeycomb body sheets are measured transversely to their rolling direction. By virtue of the lamination process, it is possible to generate directed roughnesses in the sheets. Through this direction of the preferred measurement, the maximum surface roughness is then determined.
En la fabricación del cuerpo de panal de abejas se prefiere una disposición de las láminas en el cuerpo de panal de abejas con la misma orientación de la dirección de laminación. In the manufacture of the honeycomb body, an arrangement of the sheets in the honeycomb body with the same orientation of the rolling direction is preferred.
Las láminas utilizadas para la fabricación de un cuerpo de panal de abejas presentan un lado superior y un lado inferior, que se indican a continuación como superficies. De acuerdo con un desarrollo del cuerpo de panal de abejas, la al menos una lámina lisa presenta sobre sus dos superficies un espesor de la capa de óxido diferente, frente a las láminas estructuradas. The sheets used for the manufacture of a honeycomb body have an upper side and a lower side, which are indicated below as surfaces. According to a development of the honeycomb body, the at least one smooth sheet has on its two surfaces a thickness of the different oxide layer, compared to the structured sheets.
En el cuerpo de panal de abejas estratificado y/o arrollado o bien sinuoso existen puntos de contacto entre las láminas individuales y/o entre las láminas y otros componentes, por ejemplo un tubo envolvente. Por medio de diferentes procedimientos conocidos se pueden configurar en muchas zonas en puntos de contacto unos puntos de unión fijos, por ejemplo a través de la aplicación de soldadura y calentamiento siguiente. Las uniones de soldadura fuerte resultantes no son perjudicadas esencialmente por una capa de óxido fina). Por otra parte, la capa de óxido, en combinación con la rugosidad media Ra de 0,3 a 0,7 !m impide que se configuren en los puntos de contacto, que no deben unirse, uniones por difusión no deseadas durante el calentamiento del cuerpo de panal de abejas. A tal fin, hay que diseñar la capa de óxido suficientemente gruesa, para que se favorezca la fabricación selectiva deseada de puntos de unión a través de la rugosidad y la capa de óxido. Tampoco hay que exceder aquí el límite superior indicado de la rugosidad media, para generar con seguridad encima todavía uniones soldadas. In the body of honeycomb stratified and / or rolled or sinuous there are points of contact between the individual sheets and / or between the sheets and other components, for example a wrapping tube. By means of different known procedures, fixed junction points can be configured in many areas at contact points, for example through the following welding and heating application. The resulting solder joints are not essentially damaged by a thin oxide layer). On the other hand, the oxide layer, in combination with the average roughness Ra of 0.3 to 0.7 µm prevents unwanted diffusion junctions from being formed at the contact points, which must not be joined during heating of the honeycomb body. To this end, the sufficiently thick oxide layer must be designed so that the desired selective fabrication of bonding points through the roughness and the oxide layer is favored. Nor is it necessary to exceed here the upper limit indicated of the average roughness, to safely generate even welded joints.
Con preferencia, la al menos una lámina lisa del cuerpo de panal de abejas presenta un espesor de la capa de óxido mayor que la al menos una lámina estructurada. Puesto que el espesor de la capa de óxido es generado antes de la fabricación de la estructura del cuerpo de panal de abejas sobre las láminas individuales, también aquí son necesarias, dado el caso, etapas de fabricación especialmente adaptadas, para generar las propiedades deseadas de las láminas. En particular, el espesor de la capa de óxido es generado a través de un tratamiento térmico de las láminas al aire, por ejemplo en un trayecto de recocido, es decir, una instalación de circulación para las láminas con medios calefactores, o en un horno. En este caso, también aquí teniendo en cuenta los costes de fabricación, se prefiere una elevación del espesor de la capa de óxido en la al menos una lámina lisa. Preferably, the at least one smooth sheet of the honeycomb body has a thickness of the oxide layer greater than the at least one structured sheet. Since the thickness of the oxide layer is generated prior to the manufacture of the honeycomb body structure on the individual sheets, specially adapted manufacturing steps are also necessary, if necessary, to generate the desired properties of the sheets. In particular, the thickness of the oxide layer is generated through a heat treatment of the sheets in the air, for example in an annealing path, that is, a circulation facility for the sheets with heating means, or in an oven . In this case, also here taking into account manufacturing costs, an elevation of the thickness of the oxide layer in the at least one smooth sheet is preferred.
De acuerdo con un desarrollo del cuerpo de panal de abejas, el espesor de la capa de óxido de la al menos una lámina lisa está en un intervalo de 60 a 80 nm (nanómetros). Este intervalo se ha revelado como especialmente favorable para la fabricación de cuerpos de panal de abejas con las propiedades deseadas, en particular para la aplicación en instalaciones de escape de gases de automóviles. La capa de óxido no influye de esta manera con efecto negativo en las etapas individuales de fabricación, en particular en la aplicación y distribución de un adhesivo According to a development of the honeycomb body, the thickness of the oxide layer of the at least one smooth sheet is in a range of 60 to 80 nm (nanometers). This interval has proved to be especially favorable for the manufacture of honeycomb bodies with the desired properties, in particular for application in automobile exhaust systems. The oxide layer thus does not have a negative effect on the individual manufacturing stages, in particular the application and distribution of an adhesive.
o bien soldadura así como en la configuración de uniones soldadas. or welding as well as in the configuration of welded joints.
Se ha mostrado que la generación de un espesor elevado de la capa de óxido en una sola lámina en combinación con los intervalos de rugosidad de acuerdo con la invención conduce a una reducción de las uniones por difusión. Así, por ejemplo, con rugosidades medias habituales Ra de 0,001 !m a 0,3 !m y espesores habituales de la capa de óxido de 20 a 40 nanómetros en todas las láminas, aproximadamente en el 30 % de los puntos de contacto que no deben unirse por soldadura entre las láminas individuales se generan uniones por difusión no deseadas. A través de la realización de al menos una lámina con una rugosidad media Ra de 0,3 !m a 0,7 !m y un espesor medio de la capa de óxido de 60 a 80 nanómetros solamente se generan uniones por difusión correspondientes como máximo aproximadamente en el 5 % de los puntos de unión. It has been shown that the generation of a high thickness of the oxide layer on a single sheet in combination with the roughness intervals according to the invention leads to a reduction of the diffusion joints. Thus, for example, with usual average roughnesses Ra of 0.001 µm to 0.3 µm and usual thicknesses of the oxide layer of 20 to 40 nanometers in all sheets, approximately 30% of the contact points that must not be joined by welding between the individual sheets unwanted diffusion joints are generated. Through the realization of at least one sheet with an average roughness Ra of 0.3 µm to 0.7 µm and an average thickness of the oxide layer of 60 to 80 nanometers only corresponding diffusion joints are generated at a maximum approximately in 5% of the junction points.
A través de una configuración de este tipo del cuerpo de panal de abejas, por ejemplo en combinación con estañado selectivo en el procedimiento de impresión (chorro de tinta), se consiguen las propiedades flexibles predeterminadas del cuerpo de panal de abejas. Al mismo tiempo, el gasto y los costes de fabricación para la preparación específica se mantienen aceptables, puesto que la mayoría de las veces solamente debe tratarse previamente la mitad de las láminas necesarias para el cuerpo de panal de abejas. Through such a configuration of the honeycomb body, for example in combination with selective tinning in the printing process (inkjet), the predetermined flexible properties of the honeycomb body are achieved. At the same time, the expense and manufacturing costs for the specific preparation remain acceptable, since most of the time only half of the sheets necessary for the honeycomb body must be pretreated.
Además, hay que tener en cuenta que para un cuerpo de panal de abejas son necesarias, dado el caso, diferentes cantidades de (secciones) de láminas lisas y onduladas. Así, por ejemplo, las (secciones) de láminas lisas representan solamente una porción de la superficie o bien del peso del 30 ó 40 % de todo el cuerpo de panal de abejas. Por lo tanto, ahora solamente deben tomarse medidas especiales (que provocan costes) para el ajuste de la rugosidad elevada, por lo que aquí se propone aplicarla sobre la porción más reducida del cuerpo de panal de abejas. Además, de esta manera, se impide que una estructuración “posterior” de la lámina rugosa modifique de nuevo la rugosidad ajustada. In addition, it should be borne in mind that different amounts of smooth and wavy sheets (sections) of bees are necessary for a honeycomb body. Thus, for example, the (sections) of smooth sheets represent only a portion of the surface or the weight of 30 or 40% of the entire honeycomb body. Therefore, now only special measures (which cause costs) should be taken to adjust the high roughness, so it is proposed to apply it here on the smaller portion of the honeycomb body. In addition, in this way, a "posterior" structuring of the rough sheet is prevented from modifying the adjusted roughness again.
Aparte de esto, hay que indicar aquí que también puede ser conveniente, dado el caso, una configuración inversa de las rugosidades de la lámina lisa y de la lámina estructurada y, en principio, está también en el marco de la invención. Entonces la al menos una lámina lisa tiene una rugosidad media Ra de 0,001 a 0,3 micrómetros, mientras que la lámina estructurada presenta una rugosidad media Ra de 0,3 a 0,7 micrómetros. Apart from this, it should be noted here that an inverse configuration of the roughness of the smooth sheet and of the structured sheet may also be convenient, and, in principle, is also within the scope of the invention. Then the at least one smooth sheet has an average roughness Ra of 0.001 to 0.3 micrometers, while the structured sheet has an average roughness Ra of 0.3 to 0.7 micrometers.
De acuerdo con otra forma de realización ventajosa del cuerpo de panal de abejas, la al menos una lámina lisa y/o la al menos una lámina estructurada contienen de 14 a 25 % en peso de cromo y de 3 a 7 % en peso de aluminio. Como base se propone hierro. Los contenidos de aluminio indicados aquí sirven especialmente para la formación de la capa de óxido y los contenidos de cromo sirven especialmente para la resistencia a la corrosión. According to another advantageous embodiment of the honeycomb body, the at least one smooth sheet and / or the at least one structured sheet contain from 14 to 25% by weight of chromium and from 3 to 7% by weight of aluminum . Iron is proposed as a base. The aluminum contents indicated herein are especially useful for the formation of the oxide layer and the chromium contents are especially useful for corrosion resistance.
En un desarrollo del cuerpo de panal de abejas, se propone que de manera selectiva solamente en zonas predeterminadas se fabriquen puntos de unión entre láminas adyacentes a través de soldadura fuerte. En particular, se aplica también el procedimiento de la soldadura en vacío a alta temperatura. A pesar de la alta temperatura en estos procedimientos de soldadura, no se producen o sólo pocas o bien muy débiles uniones por difusión en las zonas no soldadas que, a pesar de todo, no influyen negativamente sobre el comportamiento de expansión térmica y/o el comportamiento de compresión de cuerpo de panal de abejas en el funcionamiento. In a development of the honeycomb body, it is proposed that selectively only in predetermined areas bond points be manufactured between adjacent sheets through brazing. In particular, the high temperature vacuum welding process is also applied. Despite the high temperature in these welding procedures, there are no or only few or very weak diffusion joints in the non-welded areas that, despite everything, do not negatively influence the thermal expansion behavior and / or the Compression behavior of honeycomb body in operation.
Con preferencia, el cuerpo de panal de abejas está provisto con un recubrimiento adicional, que recubre, al menos parcialmente, una capa de óxido. En este caso, se hace referencia aquí especialmente a una capa de baño y/o a un recubrimiento con materiales catalíticamente activos. En este caso, para la aplicación en la purificación de los gases de escape de motores de combustión interna en un recubrimiento adicional de este tipo están contenidos típicamente metales nobles como platino o rodio. Este recubrimiento adicional se realiza después de la fabricación (soltura) de la estructura del cuerpo de panal de abejas. Preferably, the honeycomb body is provided with an additional coating, which at least partially covers an oxide layer. In this case, reference is made here especially to a bath layer and / or a coating with catalytically active materials. In this case, noble metals such as platinum or rhodium are typically contained for the application in the purification of the exhaust gases of internal combustion engines in an additional coating of this type. This additional coating is carried out after manufacturing (looseness) of the honeycomb body structure.
Los cometidos definidos en la introducción se solucionan, además, por medio de un procedimiento para la fabricación de un cuerpo de panal de abejas de acuerdo con la invención, que comprende al menos las siguientes etapas: The tasks defined in the introduction are further solved by means of a process for the manufacture of a honeycomb body according to the invention, which comprises at least the following steps:
a) preparación de al menos una lámina lisa y de al menos una lámina estructurada con rugosidades diferentes entre sí, a) preparation of at least one smooth sheet and at least one structured sheet with different roughnesses from each other,
b) configuración de una capa de óxido con un primer espesor de la capa de óxido en la al menos una lámina lisa o la al menos una lámina estructurada, b) configuration of an oxide layer with a first thickness of the oxide layer in the at least one smooth sheet or the at least one structured sheet,
c) configuración de una estructura de panal de abejas a partir de la al menos una lámina lisa y la al menos una lámina estructurada, c) configuration of a honeycomb structure from the at least one smooth sheet and the at least one structured sheet,
d) inserción de la estructura de panal de abejas en una carcasa, d) insertion of the honeycomb structure in a housing,
e) configuración de conexiones técnicas de unión. e) configuration of technical connection connections.
Las diferentes rugosidades de la al menos una lámina lisa y una lámina estructuradas se generan, como se ha descrito, a través de procedimientos de laminación adecuados o bien a través de parámetros de laminación adecuados, pero en particular se pueden fabricar a través de tratamientos posteriores de las láminas propiamente dichas a través de cepillado o chorreado. The different roughnesses of the at least one smooth sheet and one structured sheet are generated, as described, through suitable lamination processes or through suitable lamination parameters, but in particular they can be manufactured through subsequent treatments. of the sheets themselves through brushing or blasting.
La configuración de la capa de óxido se realiza con preferencia sólo en la al menos una (o todas) laminas lisas. En este caso, la capa de óxido se genera con preferencia en un procedimiento de circulación, en el que la lámina es desenrollada desde una bobina y es transportada a través de una instalación de calefacción, por ejemplo un trayecto de recocido. A continuación se cortan las láminas a medida para la fabricación del cuerpo de panal de abejas y se preparan o se recubren inmediatamente después de la instalación de calefacción para formar un cuerpo de panal de abejas y/o se arrollan o retuercen. En este caso, las láminas forman conjuntamente una estructura de panel de abejas con una pluralidad de canales, que se extienden con preferencia esencialmente paralelos entre sí. Esta estructura de panal de abejas se fija con preferencia (esencialmente sólo) a través de uniones soldadas, que configuran las laminas entre sí, apoyándose todas éstas también con preferencia con todos sus extremos en la carcasa y estando unidas allí igualmente por unión del material (con preferencia juntas en la etapa e)). The configuration of the oxide layer is preferably carried out only in the at least one (or all) smooth sheets. In this case, the oxide layer is preferably generated in a circulation process, in which the sheet is unwound from a coil and is transported through a heating installation, for example an annealing path. The sheets are then cut to size for the manufacture of the honeycomb body and prepared or coated immediately after the heating installation to form a honeycomb body and / or rolled or twisted. In this case, the sheets together form a bee panel structure with a plurality of channels, which preferably extend essentially parallel to each other. This honeycomb structure is preferably fixed (essentially only) through welded joints, which form the sheets together, with all of them also preferably resting with all their ends in the housing and also being joined there by joining the material ( preferably together in stage e)).
La etapa b) del procedimiento para la configuración de una capa de óxido con una primer espesor de la capa de óxido se realiza con preferencia a temperaturas de al menos 750ºC al aire y durante un tiempo de 4 a 8 segundos. En este caso, es especialmente ventajoso que la capa de óxido presente sobre todas las superficies de la lámina formada de esta manera un espesor aproximadamente uniforme con una tolerancia inferior al 10 %, con preferencia inferior al 5 %. En la fabricación selectiva deseada de puntos de unión y la prevención selectiva de uniones en otras zonas es importante que, en general, en los puntos de contacto predominen condiciones similares, por lo que es ventajosa una tolerancia reducida de la capa de óxido. Step b) of the process for the configuration of an oxide layer with a first thickness of the oxide layer is preferably carried out at temperatures of at least 750 ° C in air and for a time of 4 to 8 seconds. In this case, it is especially advantageous for the oxide layer present on all surfaces of the sheet thus formed to have an approximately uniform thickness with a tolerance of less than 10%, preferably less than 5%. In the desired selective fabrication of junction points and the selective prevention of junctions in other areas it is important that, in general, similar conditions prevail at the contact points, whereby a reduced tolerance of the oxide layer is advantageous.
La invención encuentra aplicación en un automóvil. The invention finds application in a car.
La invención así como el entorno técnico se explican en detalle a continuación con la ayuda de las figuras. Hay que indicar que las figuras muestran variantes de realización especialmente preferidas de la invención, pero no está limitada a éstas. Se muestra esquemáticamente lo siguiente: The invention as well as the technical environment are explained in detail below with the help of the figures. It should be noted that the figures show especially preferred embodiments of the invention, but it is not limited thereto. The following is schematically shown:
La figura 1 muestra la sección transversal frontal de un cuerpo de panal de abejas. Figure 1 shows the front cross section of a honeycomb body.
La figura 2 muestra puntos de contacto entre láminas lisas y láminas estructuradas. Figure 2 shows points of contact between smooth sheets and structured sheets.
La figura 3 muestra otra vista de puntos de contacto entre láminas lisas y láminas estructuradas. Figure 3 shows another view of contact points between smooth sheets and structured sheets.
La figura 4 muestra una lámina en una representación en perspectiva parcialmente en sección, y Figure 4 shows a sheet in a partially sectioned perspective representation, and
La figura 5 muestra la disposición de un cuerpo de panal de abejas en una instalación de escape de gases. Figure 5 shows the arrangement of a honeycomb body in a gas exhaust system.
La figura 1 muestra de forma esquemática en vista frontal un cuerpo de panal de abejas 1, que está constituido por láminas lisas 2 y láminas estructuradas 3, que están dispuestas en una carcasa 23. En el presente caso no importa la forma exacta de la estructura de panal de abejas 15 generada aquí a partir de las láminas sinuosas 2, 3. La invención se puede aplicar prácticamente en todas las formas conocidas de cuerpos metálicos de panal de abejas. A modo de ejemplo se indica aquí una zona 7, en la que están fabricados puntos de unión 8 entre láminas 2, 3 adyacentes, por ejemplo a través de soldadura fuerte, de manera que aquí existe una alta rigidez del cuerpo de panal de abejas 1. Esta zona 7, dentro de la cual están previstos puntos de unión 8 individuales de forma selectiva, puede estar posicionada de manera opcional dentro del cuerpo de panal de abejas 1 y naturalmente también con relación a uniones entre las láminas 2, 3 y la carcasa 23. Figure 1 schematically shows in front view a honeycomb body 1, which is constituted by smooth sheets 2 and structured sheets 3, which are arranged in a housing 23. In the present case, the exact shape of the structure does not matter of honeycomb 15 generated here from the sinuous sheets 2, 3. The invention can be applied in virtually all known forms of metal honeycomb bodies. By way of example, a zone 7 is indicated here, in which junction points 8 are made between adjacent sheets 2, 3, for example by means of brazing, so that here there is a high rigidity of the honeycomb body 1 This zone 7, within which individual junction points 8 are provided selectively, can be optionally positioned within the honeycomb body 1 and of course also in relation to joints between the sheets 2, 3 and the housing 2. 3.
La figura 2 muestra de forma esquemática los puntos de unión 24 entre láminas lisas y láminas estructuradas 2, 3 dentro del cuerpo de panal de abejas 1. En este caso, la lámina lisa 2 está conectada con la lámina estructurada 3 en la zona del punto de unión 8 por medio de la soldadura 22. La lámina estructurada 3 presenta aquí una estructura de cestas de ondas 20 y valles de ondas 21, a través de los cuales se forman los canales 25 de circulación en combinación con la lámina lisa 2. En este caso, las láminas 2, 3 presentan sobre sus dos superficies 5 unas capas de óxido 13, que están configuradas, como se muestra en la figura 2, sobre la lámina lisa 2 en un primer espesor mayor de óxido 6 frente al segundo espesor de la capa de óxido 14 de la lámina estructurada 3. A través de este primer espesor incrementado de la capa de óxido sobre la lámina lisa 2 se impide una unión por difusión 10 entre las lámina lisa 2 y la lámina estructurada 3. La figura 2 muestra, además, que dentro de los canales 25, que se forman a través de la lámina lisa 2 y la lámina estructurada 3, sobre las láminas 2, 3 está previsto otro recubrimiento Figure 2 schematically shows the junction points 24 between smooth sheets and structured sheets 2, 3 inside the honeycomb body 1. In this case, the smooth sheet 2 is connected to the structured sheet 3 in the area of the point of connection 8 by means of welding 22. The structured sheet 3 has here a structure of wave baskets 20 and wave valleys 21, through which the circulation channels 25 are formed in combination with the smooth sheet 2. In In this case, the sheets 2, 3 have on their two surfaces 5 layers of oxide 13, which are configured, as shown in Figure 2, on the smooth sheet 2 in a first thickness greater than oxide 6 compared to the second thickness of the oxide layer 14 of the structured sheet 3. Through this first increased thickness of the oxide layer on the smooth sheet 2 a diffusion joint 10 between the smooth sheet 2 and the structured sheet 3 is prevented. Figure 2 shows furthermore, that within the channels 25, which are formed through the smooth sheet 2 and the structured sheet 3, on the sheets 2, 3 another coating is provided
11. Este recubrimiento 11 comprende especialmente una llamada capa de baño y/o materiales catalíticamente activos. 11. This coating 11 especially comprises a so-called bath layer and / or catalytically active materials.
La figura 3 muestra de forma esquemática la situación de un punto de contacto 24 entre una lámina lisa 2 y una lámina estructurada 3, cuando en una zona 9 la capa de óxido 13 está formada sólo en una medida insuficiente. Insuficiente significa aquí que la capa de óxido 13 o bien falta o esta configurada demasiado fina, en particular cuando en ambas láminas es inferior a 50 nm (nanómetros). En este caso, se configura una unión por difusión 10 en el punto de contacto 24, cuando el cuerpo de panal de abejas 1 es calentado, por ejemplo, para la generación de las uniones soldadas. Figure 3 schematically shows the situation of a contact point 24 between a smooth sheet 2 and a structured sheet 3, when in an area 9 the oxide layer 13 is formed only to an insufficient extent. Insufficient here means that the oxide layer 13 is either missing or set too thin, particularly when in both sheets it is less than 50 nm (nanometers). In this case, a diffusion joint 10 is configured at the contact point 24, when the honeycomb body 1 is heated, for example, for the generation of the welded joints.
La figura 4 muestra de forma esquemática en una vista en perspectiva parcialmente en sección y a escala ampliada la situación con respecto a la capa de óxido 13 y la rugosidad 12 en la superficie 5 de una lámina lisa 2. Tales láminas 2, 3 se fabrican típicamente en bandas largas a través de laminación, estando indicada aquí la dirección de afinación 4 por medio de una flecha. Transversalmente a ella está la dirección de medición 19, en la que se determina aquí la rugosidad 12. Se reconoce que la capa de óxido 13 con el primer espesor de la capa de óxido 6 tiene una dimensión pequeña con relación a la rugosidad 12 de la superficie 5, es decir, que sigue esencialmente el desarrollo de contorno de la superficie y no la compensa. La rugosidad 12 se indica de forma esquemática a través de las superficies rayadas. En la superficie 5 se forman, con respecto a una línea media 27 unas crestas y unas cavidades de diferentes desviaciones, de manera que la rugosidad media Ra indica un valor medio para las desviaciones 26 de estas crestas y valles con respecto a la línea media 27. Existen diferentes posibilidades para influir sobre las rugosidades 12 en la superficie 5. Así, por ejemplo, se pueden reducir a través de pulido y se pueden incrementar a través de cepillado o chorreado con herramientas adecuadas. Figure 4 schematically shows in a perspective view partially in section and on an enlarged scale the situation with respect to the oxide layer 13 and the roughness 12 on the surface 5 of a smooth sheet 2. Such sheets 2, 3 are typically manufactured in long bands through lamination, the direction of tuning 4 being indicated here by means of an arrow. Transversally there is the measurement direction 19, in which the roughness 12 is determined here. It is recognized that the oxide layer 13 with the first thickness of the oxide layer 6 has a small dimension relative to the roughness 12 of the surface 5, that is, that essentially follows the development of surface contour and does not compensate for it. The roughness 12 is indicated schematically through the scratched surfaces. On the surface 5, crests and cavities of different deviations are formed with respect to a midline 27, so that the average roughness Ra indicates an average value for the deviations 26 of these ridges and valleys with respect to the midline 27 There are different possibilities to influence the roughnesses 12 on the surface 5. Thus, for example, they can be reduced through polishing and can be increased by brushing or blasting with suitable tools.
La figura 5 muestra la utilización de un cuerpo de panal de abejas 1 de acuerdo con la invención dentro de un sistema de gases de escape 16 de un motor de combustión interna 17 de un automóvil 18. Figure 5 shows the use of a honeycomb body 1 according to the invention within an exhaust gas system 16 of an internal combustion engine 17 of a car 18.
Lista de signos de referencia List of reference signs
1 Cuerpo de panal de abejas 2 Lámina lisa 3 Lamina estructurada 4 Dirección de laminación 5 Superficie 6 Primer espesor de la capa de óxido 7 Zona 8 Punto de unión 9 Zona 10 Unión por difusión 11 Recubrimiento 12 Rugosidad 13 Capa de óxido 14 Segundo espesor de la capa de óxido 15 Estructura de panal de abejas 16 Sistema de escape de gases 17 Motor de combustión interna 18 Automóvil 19 Dirección de medición 20 Cresta de la onda 21 Valle de la onda 22 Soldadura 23 Carcasa 24 Punto de contacto 25 Canal 26 Desviación 27 Línea media 1 Honeycomb body 2 Smooth sheet 3 Structured sheet 4 Lamination direction 5 Surface 6 First thickness of the oxide layer 7 Zone 8 Junction point 9 Zone 10 Diffusion joint 11 Coating 12 Roughness 13 Oxide layer 14 Second thickness of the oxide layer 15 Honeycomb structure 16 Gas exhaust system 17 Internal combustion engine 18 Automobile 19 Measuring direction 20 Wave crest 21 Wave valley 22 Welding 23 Housing 24 Contact point 25 Channel 26 Deviation 27 Middle line
Claims (14)
- (12)(12)
- diferentes entre sí, es decir, mayores o menores, en el que una de las láminas presenta una rugosidad media different from each other, that is, greater or lesser, in which one of the sheets has a medium roughness
- (12)(12)
- Ra de 0,001 a 0,3 micrómetros y la otra lámina presenta una rugosidad media (12) Ra de 0,3 a 0,7 micrómetros, en el que la rugosidad media de las láminas se determina sin un recubrimiento y está referida a láminas sin una capa de óxido, Ra of 0.001 to 0.3 micrometers and the other sheet has an average roughness (12) Ra of 0.3 to 0.7 micrometers, in which the average roughness of the sheets is determined without a coating and refers to sheets without a layer of rust,
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| US5173471A (en) * | 1990-05-25 | 1992-12-22 | Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas cleaning device |
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| JP3281250B2 (en) * | 1996-01-25 | 2002-05-13 | 新日本製鐵株式会社 | Method for producing metal foil for honeycomb body and honeycomb body for metal carrier by diffusion bonding |
| DE19611396A1 (en) * | 1996-03-22 | 1997-09-25 | Emitec Emissionstechnologie | Brazed metallic honeycomb body with spacers in the soldering gaps and process and solder for its manufacture |
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